RU2146186C1 - Деталь для разливки стали и способ ее изготовления - Google Patents

Деталь для разливки стали и способ ее изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2146186C1
RU2146186C1 RU96105404A RU96105404A RU2146186C1 RU 2146186 C1 RU2146186 C1 RU 2146186C1 RU 96105404 A RU96105404 A RU 96105404A RU 96105404 A RU96105404 A RU 96105404A RU 2146186 C1 RU2146186 C1 RU 2146186C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
outer layer
housing
layer
layer covering
component according
Prior art date
Application number
RU96105404A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96105404A (ru
Inventor
Анс Эрик
Дюма Филипп
Original Assignee
Везювью Франс С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR9407413A external-priority patent/FR2721241B1/fr
Priority claimed from FR9414337A external-priority patent/FR2727340B1/fr
Application filed by Везювью Франс С.А. filed Critical Везювью Франс С.А.
Publication of RU96105404A publication Critical patent/RU96105404A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2146186C1 publication Critical patent/RU2146186C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/013—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics containing carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/18—Stopper-rods therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/52—Manufacturing or repairing thereof
    • B22D41/54—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к непрерывной разливке стали, при которой используются детали из огнеупорного материала. Деталь имеет корпус, выполненный из огнеупорного материала, содержащего углерод, и внешний слой, покрывающий корпус частично или полностью. При нагревании до температуры, равной или выше 1000°С, на этом слое образуется газонепроницаемый, окисленный и уплотненный слой. Благодаря присутствию газонепроницаемого слоя предотвращаются осаждение на детали окислов жидкой стали, закупоривание разливочного канала. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к непрерывной разливке стали.
При непрерывной разливке стали используются детали из огнеупорного материала для регулирования вытекания жидкой стали и для защиты ее от повторного окисления, когда она вытекает из чашки к распределителю и из распределителя к форме для непрерывной разливки. Тугоплавкий материал подвергается суровым условиям использования. Он испытывает термическое напряжение, разъедание сталью, окисление, и в общем, все реакции, которые являются результатом взаимодействия компонентов огнеупорного материала и стали.
Используемые тугоплавкие материалы обычно содержат углерод. Они часто используют углеродную связь и состоят из одного или нескольких тугоплавких окислов, таких как гидроокись алюминия, двуокись циркония, глина, магнезия, двуокись кремния, карбид кремния или другие непрозрачные гранулы. Эти тугоплавкие материалы также обычно содержат значительное количество углерода в виде графита, аморфного графита, сажи и дополнительное количество углерода из используемого связующего вещества.
Изобретение касается детали для разливки стали. Эта деталь имеет корпус, выполненный из огнеупорного материала, содержащего углерод. Она применяется при разливке стали между чашей и распределителем, для непрерывной разливки, при разливке стали между распределителем и формой для непрерывной разливки.
Изобретение также касается способа термической обработки детали.
Уже известен (ЕР 2 695 848) металлический разливочный стакан для разливки стали, который имеет корпус из огнеупорного материала, в котором выполнен канал вытекания плавящего металла. Разливочный стакан содержит кольцеобразную камеру, расположенную вокруг канала поблизости от периферии этого канала и простирающуюся примерно по всей ее длине. Камера соединена со средствами депрессирования. Она образует защитный экран от передвижения газообразных продуктов к каналу вытекания. Разливочный стакан также может содержать кожух из огнеупорного материала без углерода, расположенный между периферией канала и депрессированной камерой.
Депрессирование является максимальным в зоне, локализованной вокруг кольцеобразной камеры. Но при удалении от этой камеры сложная система пористости влечет за собой значительные потери нагрузки. Следовательно, уменьшается депрессирование, что значительно ограничивает удаление образовавшихся газов. Таким образом, очень сложно удалять газ в непосредственной близости от зоны контакта огнеупорного материала с жидкой сталью.
Также известен стержень стопора (GB-A-2 095 612). Он имеет корпус, который заканчивается укрепленной носовой частью, выполненной из материала, отличного от материала корпуса. Материалы, из которых выполнены корпус и носовая часть, спрессовываются в течение одной операции. Другими словами, два порошка с разным составом, например гидроокись алюминия, графит для корпуса и двуокись циркония или магнезия для носовой части, одновременно вводятся в одну и ту же форму, затем одновременно спрессовываются и прокаливаются.
Однако в стержне стопора такого типа сцепление гранул гидроокиси алюминия, двуокиси циркония и/или магнезии достигается связью типа углеродной, а именно связью, в которой углерод, содержащийся в смеси, составляет путем горячей полимеризации сетку, охватывающую различные гранулы.
Агрессивная сталь с высоким содержанием кислорода, которую отливают в настоящее время и которая не всегда является пассивированной, например, алюминием или кремнием, или же которая является недостаточно пассивированной, разъедает носовую часть стержня стопора типа. Следствием этого является небольшой срок службы стержня стопора и необходимость его частой замены.
С другой стороны, имеют место реакции между химическими компонентами, особенно газообразными, которые образуются при высокой температуре в тугоплавком материале, из которого состоит носовая часть стержня стопора, а также в жидкой стали. Например, одноокись углерода уменьшает некоторые элементы, присутствующие в жидкой стали на поверхности носовой части, и вызывает осаждение окисей на этой поверхности, в частности окись алюминия. Осаждение окислов мешает полному закрыванию канала установки для разливки стали.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является деталь для разливки стали, содержащая корпус, выполненный из огнеупорного материала, включающего углерод и внешний слой (см. ЕР 0503316, кл. C 04 B 35/58, 1992). А также из упомянутой публикации известен способ получения детали в виде разливочного стакана, включающий его термическую обработку. Однако известная деталь не предотвращает реакции между химическими соединениями, особенно газообразными.
В основу изобретения положена задача создания детали для разливки стали, которая устраняла бы недостатки предшествующего уровня техники, а именно, должна полностью предотвращать реакции между химическими соединениями, особенно газообразными, образующимися при высокой температуре в тугоплавком материале, составляющем корпус детали, а также в жидкой стали, и разработки способа получения детали, который должен быть легким для производства и иметь низкую себестоимость.
Поставленная задача решается тем, что в детали для разливки стали, содержащей корпус, выполненный из огнеупорного материала, включающего углерод, и внешний слой, согласно изобретению корпус покрыт частично или полностью внешним слоем, способным образовать при нагревании до температуры, равной или выше 1000oC, газонепроницаемый, окисленный и уплотненный слой.
Благодаря присутствию газонепроницаемого слоя химические составляющие, в частности газообразные, которые могут образовываться при высокой температуре в тугоплавком материале, из которого состоит корпус детали, а также в жидкой стали, не находятся больше в непосредственном контакте, и реакции происходить не могут. Таким образом устраняются многие недостатки деталей для разливки стали предшествующего уровня техники.
Например, используя разливочный стакан, можно устранять явление закупоривания, которое происходит, когда одноокись углерода, образующаяся в тугоплавком материале, уменьшает некоторые элементы, присутствующие в жидкой стали на поверхности канала для вытекания стали, и вызывает на этой поверхности осаждение окислов, в частности окиси алюминия. Отложения окислов закупоривают канал разливочного стакана, что нарушает регулирование и значительно уменьшает длительность ее использования. Эти отложения также могут несвоевременно отделяться и образовывать включения в отвержденной стали. В связи с тем, что в соответствии с изобретением газообмен между огнеупорным корпусом разливочного стакана и сталью затруднен, явления закупоривания, известные из предшествующего уровня техники, значительно уменьшаются, и качество отливаемой стали улучшается. Сталь становится более чистой, так как имеет меньше включений.
Наличие плотного и непроницаемого слоя дает и другие преимущества. Уменьшаются коррозийные явления.
Действительно, в стали с высоким содержанием кислорода коррозия огнеупорного материала обычно ускоряется химическим действием на углеродную связь кислорода, растворенного в большом количестве. Это также уменьшает разрушение чистоты стали, что обычно происходит при восстановлении азота в результате прохождения воздуха через огнеупорный материал.
Плотный и жесткий слой без углерода позволяет устранять эти явления.
При использовании стержня стопора значительно увеличивается сопротивление носовой части неуспокоенной стали или недостаточно успокоенной стали. Срок службы стержня стопора увеличивается, и из этого следует значительная экономия для пользователя. Также это позволяет избежать осаждения окиси на поверхности носовой части таким образом, что регулирование стали не нарушается. Сохраняется постоянная возможность герметичного закрывания отверстия канала разливки даже после длительной разливки.
Предпочтительно внешний слой разливочного стакана состоит из огнеупорного материала, содержащего первичные частицы обжига.
Эти первичные частицы содействуют обжигу, то есть связи гранула к грануле. Обжиг может происходить при более низкой температуре и за более короткий срок.
Эти первичные частицы обжига выбираются из группы, включающей кальцинированный глинозем, реактивный кальцинированный глинозем, сажу двуокиси кремния, глину, мелкие частицы окислов (50 мкм).
Предпочтительно внешний слой выполняется из материала, содержащего по меньшей мере 4% и не более 9% по весу углерода, включая углерод, содержащийся в используемом связующем веществе, из которого 1,5% - 6% в виде графита. В идеальном варианте общее содержание углерода не превышает 5% общего веса.
Внешний слой может состоять из включения, выполненного отдельно от корпуса, а затем соединенного с корпусом. Он также может прессоваться с корпусом разливочного стакана.
Предпочтительно используется одно и то же связующее вещество для связи материала, составляющего корпус детали, и материала, составляющего внешний слой. Использование одного и того же связующего вещества намного упрощает производство, особенно в случае, когда деталь спрессована. Действительно было бы очень трудно или невозможно спрессовывать деталь, используя два разных связующих вещества.
В соответствии с предпочтительным способом выполнения материал внешнего слоя содержит вещества, уменьшающие проницаемость. Эти вещества предпочтительно выбираются из группы, состоящей из буры, карбида кремния, карбида бора, нитрида бора и металлических добавок, в частности кремния. Эти вещества создают слой с уменьшенной проницаемостью, который добавляется к плотному газонепроницаемому слою, образованному обжигом стенки канала для разливки.
В предпочтительном способе выполнения внешний слой состоит из по меньшей мере 80% гидроокиси алюминия и не покрыт эмалью. Его толщина меньше 10 мм и толщина плотного обожженного газонепроницаемого слоя меньше 5 мм.
Поставленная задача решается также тем, что в способе изготовления стакана, включающем его термическую обработку, согласно изобретению на поверхности разливочного канала стакана во время термической обработки образуют газонепроницаемый слой.
Предпочтительно термическая обработка осуществляется при доведении детали до 1000oC менее чем за 20 мин.
Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут ясны из нижеследующего описания, из приведенных примеров, иллюстративных, но не ограничительных, со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На этих чертежах:
- фиг. 1 - продольный разрез разливочного стакана в соответствии с настоящим изобретением;
- фиг. 2 и 3 - частичные виды в увеличенном масштабе части разливочного стакана по фиг. 1;
- фиг. 4 - схема, иллюстрирующая способ предварительного нагревания, предпочтительно используемого для создания плотного обожженного газонепроницаемого слоя в разливочном стакане в соответствии с настоящим изобретением;
- фиг. 5 - продольный разрез варианта выполнения разливочного стакана в соответствии с изобретением;
- фиг. 6 - продольный разрез стержня стопора в соответствии с настоящим изобретением.
Разливочный стакан, представленный на фиг. 1, предназначен для помещения под распределитель. Он может быть установлен под распределителем в зафиксированном положении, например, он может быть зацементирован на опорной поверхности или посредством механизма со штыковым соединением или аналогичным. Он может также помещаться в механизме замены стакана, который позволяет известным способом быстро заменять один стакан на другой. Разливочный стакан имеет корпус 2, верхнюю часть, по которой жидкая сталь проникает в канал 9 разливки, насквозь пересекающий разливочный стакан. В представленном примере выполнения изобретения жидкий металл вытекает через всасывающие отверстия 6, расположенные по бокам от корпуса. Наконец, известным образом, разливочный стакан имеет манжету 8, выполненную из материала, устойчивого к разъеданию порошком, покрывающим форму для разливки. Эта манжета помещается на уровне стали в форме для непрерывной разливки, где на жидкой стали плавает покрывающий порошок. Всасывающие отверстия 6 выходят под уровнем металла так, чтобы избегать контакта с воздухом.
Корпус 2 разливочного стакана выполнен из традиционного огнеупорного материала, например из материала, содержащего от 20 до 30% углерода и одного или нескольких тугоплавких окисей, таких как гидроокись алюминия, двуокись циркония, двуокись кремния, магнезия и т.д. Корпус 2 облицован слоем 3 эмали, которая должна предотвратить окисление огнеупорного материала во время предварительного нагревания и использования. Внутренняя поверхность канала 9 разливки состоят из огнеупорного материала, имеющего низкое содержание графита. Общие потери прокаливания этого материала ниже 9%. Это означает, что когда материал окисляется во время предварительного нагревания трубки, графит, который он содержит, и углерод, содержащийся в связующем веществе, составляют 9% или менее веса огнеупорного материала. Кроме того, кожух 10 содержит значительное количество огнеупорной окиси, такой как гидроокись алюминия. Это количество по меньшей мере равно 80%. Наконец, материал, составляющий кожух 10, содержит первичные частицы обжига, а именно кальцинированный глинозем, реактивный кальцинированный глинозем, сажу двуокиси кремния или глины. Первичные частицы обжига являются мелкими гранулами, то есть гранулами с большой удельной поверхностью. Следовательно, поверхность контакта между гранулами увеличивается. Кальцинированный глинозем имеет значительную удельную поверхность, а реактивный кальцинированный глинозем имеет еще большую удельную поверхность. Сажа двуокиси кремния производит реакцию гидроокись алюминия - двуокись кремния, чтобы создать муллит. Уплотнение кожуха происходит путем муллитизации. Системы типа глины создают также керамические соединения при относительно низкой температуре порядка 1000 - 1100oC.
Благодаря присутствию одной или нескольких первичных частиц обжига можно создать при относительно низкой температуре, например 1000oC, соединение типа гранула в грануле между гранулами гидроокиси алюминия (керамическое соединение). Этот слой является плотным, твердым и имеет поры небольшого диаметра. Следовательно, он является газонепроницаемым. Этот слой преимущественно образуется во время предварительного нагревания разливочного стакана. Предварительное нагревание позволяет окислять углерод, содержащийся в кожухе 10, и таким образом устранять его. Таким образом получают слой без углерода на поверхности канала 9 вытекания металла из разливочного стакана. Однако нужно заметить, что в противоположность явлениям, наблюдаемым в предшествующем уровне техники, этот слой без углерода имеет небольшую толщину. Например, если толщина кожуха составляет 10 мм, толщина обезуглероженного слоя будет, как правило, равна 3 мм и не более 5 мм. Таким образом, можно констатировать, что значительная часть толщины кожуха не является обезуглероженной во время предварительного нагревания. Действительно, во время этой операции наблюдаются два одновременных явления. С одной стороны, окисление углерода, что повышает проницаемость материала кожуха тем больше, чем больше содержание углерода. Вот почему, в основном, содержание углерода в материале кожуха не должно быть повышенным и в любом случае не должно превышать 9%. С другой стороны, параллельно с окислением углерода осуществляется явление обжига, которое, наоборот, приводит к созданию непроницаемого слоя, что противодействует продолжению обезуглероживания внутри огнеупорного материала. Для удовлетворительной работы разливочного стакана необходимо, чтобы обжиг поверхностного слоя опережал окисление. Вот почему предусматриваются первичные частицы обжига, которые упоминались ранее, целью которых является упрощать и ускорять этот процесс.
Можно выполнить кожух 10 отдельно от корпуса 2 разливочного стакана, а затем вставить его в корпус. Однако разливочный стакан, представленный на фиг. 1, не был выполнен таким способом. Он был выполнен путем так называемого изостатического спрессовывания. Две смеси, одна из которых соответствует составу корпуса 2 разливочного стакана, а другая - составу кожуха 10, были помещены одновременно в деформируемую матрицу, имеющую осевой сердечник, предназначенный для образования полости, соответствующей каналу 9 разливки. Этот блок был подвержен изостатическому прессованию. Одно и то же связующее вещество использовалось для корпуса 2 и кожуха 10. Использование одинакового связующего вещества представляет собой большое преимущество, потому что это обеспечивает лучшую силу сцепления детали и лучшую связь между корпусом 2 и кожухом 10.
На фиг. 2 и 3 представлена часть разливочного стакана, согласно фиг. 1, перед предварительным нагреванием (фиг. 2) и после предварительного нагревания (фиг. 3). На фиг. 2 показан слой, соответствующий корпусу 2, и слой, соответствующий толщине кожуха 10 перед предварительным нагреванием. На фиг. 3 слой, образующий корпус 2, остался идентичным. Однако слой кожуха разлагается на слой, который составляет вышеописанный плотный обожженный окисленный газонепроницаемый слой 10а, и слой 10Ь, который не был окислен, потому что был защищен от окисления слоем 10а. Его состав, следовательно, остался идентичным начальному составу, который был до предварительного нагревания. Следовательно, стакан, который сначала состоял только из двух различных слоев, теперь состоит из трех различных слоев. Преимущественно, кожух 10 содержит также вещества, понижающие проницаемость. Этими веществами непроницаемости являются, например, карбид кремния, бура, карбид бора (В, С), нитрид бора (BN). Целью этих веществ является уменьшение проницаемости слоя 10Ь, так чтобы образовать дополнительный барьер для сопротивления перемещению газов между жидкой сталью, двигающейся по каналу 9 разливки, и корпусом 2 из огнеупорного материала.
На фиг. 4 представлен график, который показывает правильное предварительное нагревание разливочного стакана по изобретению. В соответствии с кривой А температура разливочного стакана была быстро повышена до величины, по меньшей мере равной 1000oC. Эта температура была измерена в тугоплавком материале внутри канала 9 быстрее, чем за 20 мин. Действительно, как было объяснено ранее, во время предварительного нагревания одновременно происходят два явления, с одной стороны, окисление науглероженного слоя, и с другой стороны, создание плотного обожженного слоя.
Если непроницаемый плотный обожженный слой 10а на фиг. 3 не образуется быстро, окисление будет продолжаться по всей толщине кожуха 10 и сможет, таким образом, затронуть корпус 2. Чтобы этого не произошло, необходимо быстро достичь температуры обжига, то есть температуры, по меньшей мере равной 1000oC, как показано схематически на фиг. 4. Следовательно, необходимо, чтобы мощность горелок, используемых для предварительного нагревания, была достаточной, чтобы иметь возможность быстро достигать этой температуры.
Кривая В показывает слишком медленный подъем температуры. Температура 1000oC, необходимая для осуществления обжига в хороших условиях, достигается за слишком большой промежуток времени, превышающий 20 мин. В таких условиях происходит чрезмерное обезуглероживание кожуха 10 и невозможно получить достаточно герметичный слой. На кривой С подъем температуры является быстрым, но максимальная температура ниже 1000oC. Следовательно, в этом случае также обжиг слоя 10а будет происходить в недостаточно хороших условиях.
На фиг. 5 представлен вариант выполнения разливочного стакана фиг. 1. Различие состоит в том, что кожух 10 не полностью покрывает канал 9 разливки. Верхняя часть стакана, названная зоной опорной поверхности, нижняя часть канала 9 и всасывающие отверстия не покрываются кожухом 10. Кроме того, обычно разливочный стакан покрывается слоем эмали, позволяющим избежать окисления огнеупорного материала во время предварительного нагревания и использования. Однако этот слой эмали не должен находиться на кожухе 10, потому что он будет мешать его окислению во время предварительного нагревания и, следовательно, его поверхностному уплотнению, которое является целью настоящего изобретения, чтобы создать плотный обожженный слой, как было указано выше.
На фиг. 6 стержень стопора имеет корпус 2 удлиненной формы. Осевой канал 7 выполнен в этом корпусе сердечником прессования. Осевой канал 7 простирается от верхнего края стержня стопора, не доходя до его нижнего края. Верхняя часть корпуса может соединяться средствами, не представленными на чертежах, с подъемным механизмом, который позволяет перемещать ее в вертикальном направлении, чтобы регулировать вытекание жидкой стали.
Нижний конец стержня стопора представляет собой закругленный конец 5. Корпус 2 стержня выполнен из традиционного огнеупорного материала, например из материала, содержащего от 20 до 30% углерода и одного или нескольких тугоплавких окислов, таких как гидроокись алюминия, двуокись циркония, двуокись кремния, окись магния, и т.д.
Внешний слой 4 конца 5 состоит из огнеупорного материала с низким содержанием графита. Общие потери при прокаливании этого материала ниже 9%. Это означает, что когда материал окисления на этапе предварительного нагревания стержня стопора, содержащийся в нем графит и углерод, находящийся в связующем веществе, составляют 9% или менее от веса огнеупорного материала. Кроме того, внешний слой 4 содержит значительное количество огнеупорного окисла, такого как гидроокись алюминия. Наконец, материал, составляющий внешний слой 4 конечной части, содержит первичные частицы обжига, а именно кальцинированный глинозем, реактивный кальцинированный глинозем, сажу двуокиси кремния или глины. Общее количество огнеупорного окисла по меньшей мере равно 80%. Первичными частицами обжига являются в основном мелкие гранулы, то есть гранулы, имеющие большую удельную поверхность. Следовательно, поверхность контакта между гранулами увеличивается. Кальцинированный глинозем имеет значительную удельную поверхность, а реактивный кальцинированный глинозем - еще более значительную удельную поверхность. Сажа двуокиси кремния производит реакцию гидроокись кремния - двуокись кремния для создания муллита. Тогда уплотнение слоя 4 выполняется путем муллитизации. Системы типа "глина" также создают керамические соединения при относительно низкой температуре порядка 1000 - 1100oC.
Благодаря присутствию одной или нескольких первичных частиц обжига, можно создать при относительно низкой температуре, например 1000o, связь гранула к грануле между гранулами гидроокиси алюминия (керамическая связь). Этот слой является плотным и жестким и имеет поры небольшого диаметра. Следовательно, он является газонепроницаемым. Преимущественно, этот слой образуется во время предварительного нагревания стержня стопора, но он может также выполняться и раньше.
Предварительное нагревание позволяет окислять углерод, содержащийся во внешнем слое 4 и таким образом устранять его. Таким образом получают слой без углерода на внешней поверхности носовой части 5. Нужно заметить, что этот слой без углерода имеет небольшую толщину. Например, если толщина слоя 4 составляет 10 мм, толщина обезуглероженного слоя обычно составляет 3 мм и не более 5 мм. Можно отметить, что значительная часть толщины слоя 4 не обезуглероживается во время предварительного нагревания. Действительно, во время этой операции наблюдаются два одновременных явления. С одной стороны, окисления углерода, что повышает проницаемость материала кожуха тем больше, чем больше содержание углерода. Вот почему, в основном, содержание углерода в материале кожуха не должно быть повышенным и в любом случае не должно превышать 9%. С другой стороны, параллельно с окислением углерода осуществляется явление обжига, которое, наоборот, приводит к созданию непроницаемого слоя, что противодействует продолжению обезуглероживания внутри огнеупорного материала. Для удовлетворительной работы стержня стопора необходимо, чтобы обжиг поверхностного слоя опережал окисление. Вот почему предусматриваются первичные частицы обжига, которые упоминались ранее и целью которых является упрощать и ускорять этот процесс. Стержень стопора, представленный на фиг. 6, был выполнен так называемым способом изостатического спрессования. Две смеси, одна из которых соответствует составу корпуса 2 стержня, а другая - составу внешнего слоя 4, были помещены одновременно в деформируемую матрицу, имеющую осевой сердечник, предназначенный для образования полости, соответствующей каналу 7. Этот блок был подвержен изостатическому прессованию. Одно и то же связующее вещество использовалось для корпуса 2 и внешнего слоя 4. Использование одинакового связующего вещества представляет собой большое преимущество, потому что это обеспечивает лучшую силу сцепления детали и лучшую связь между корпусом 2 и верхним слоем 4.
Как и в предыдущем примере, разливочный стакан, который сначала состоял из двух различных слоев, после этапа предварительного нагревания будет состоять из трех различных слоев. Преимущественно, слой 4 также содержит вещества, понижающие проницаемость. Этими веществами непроницаемости являются, например, карбид кремния, бура, карбид бора (В, С), нитрид бора (BN). Целью этих веществ является уменьшение проницаемости слоя, так чтобы образовать дополнительный барьер для сопротивления перемещению газов между жидкой сталью, содержащейся в пазу или в распределителе, и корпусом 2 из огнеупорного материала.
Пример
Состав смеси для создания обожженного слоя, соответствующего изобретению, и физические свойства этого слоя перед обжигом/окислением.
Состав, вес.%:
Глинозем ровный (Аl2O3) - 66
Кальцинированный глинозем (Аl2O3) - 21
Графит (С) - 2
Связующее - 6
Кремний металл - 3
Глина - 1
Сажа двуокиси кремния - 100
Физические свойства: модуль прочности при температуре окружающей среды 10.40 МПа; плотность 2.913; пористость (%) 16.190; сила тяжести (г/см) - 3.475; модуль эластичности 23.02 ГПА: Модуль прочности при нагревании - 4.34 МПа.

Claims (17)

1. Деталь для разливки стали, содержащая корпус, выполненный из огнеупорного материала, включающего углерод и внешний слой, отличающаяся тем, что корпус покрыт частично или полностью внешним слоем, способным образовать при нагревании до температуры, равной или ваше 1000oC, газонепроницаемый, окисленный и уплотненный слой.
2. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что покрывающий корпус внешний слой выполнен из огнеупорного материала, содержащего первичные частицы для обжига.
3. Деталь по п.2, отличающаяся тем, что первичные частицы для обжига выбраны из группы, включающей кальцинированный глинозем, реактивный кальцинированный глинозем, сажу двуокиси кремния, глину, мелкие частицы ( 50 мкм) окислов.
4. Деталь по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что покрывающий корпус внешний слой выполнен из материала, содержащего по меньшей мере 4 вес.% и самое большее 9 вес.% углерода, из которых 1,5 - 6,0 вес.% в виде графита.
5. Деталь по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что покрывающий корпус внешний слой выполнен в виде изготовленной отдельно от корпуса вставки, соединенной затем с корпусом.
6. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что покрывающий корпус внешний слой спрессован с корпусом.
7. Деталь по любому из пп.1 - 6, отличающаяся тем, что материалы, из которых выполнены корпус и покрывающий его внешний слой, содержат одно и то же связующее.
8. Деталь по любому из пп.1 - 7, отличающаяся тем, что материал покрывающего корпус внешнего слоя содержит вещества, уменьшающие проницаемость.
9. Деталь по п.8, отличающаяся тем, что вещества, уменьшающие проницаемость, выбраны из группы, включающей буру, карбид кремния, карбид бора, нитрид бора и металлические добавки, в частности кремний.
10. Деталь по любому из пп.1 - 9, отличающаяся тем, что покрывающий корпус внешний слой содержит по меньшей мере 80% гидроокиси алюминия.
11. Деталь по любому из пп.1 - 10, отличающаяся тем, что покрывающий корпус внешний слой имеет толщину меньше 10 мм.
12. Деталь по любому из пп.1 - 11, отличающаяся тем, что толщина газонепроницаемого уплотненного слоя составляет менее 5 мм.
13. Деталь по любому из пп.1 - 12, отличающаяся тем, что она представляет собой разливочный стакан.
14. Деталь по любому из пп.1 - 13, отличающаяся тем, что она представляет собой стержень стопора.
15. Способ изготовления стакана, включающий его термическую обработку, отличающийся тем, что на поверхности разливочного канала стакана во время термической обработки образуют уплотненный газонепроницаемый слой.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что термическую обработку осуществляют путем нагрева стакана до 1000oC менее чем за 20 мин.
Приоритет по пунктам:
15.06.94 по пп.1 - 13, 15 и 16.
28.11.94 по п.14.
RU96105404A 1994-06-15 1995-06-14 Деталь для разливки стали и способ ее изготовления RU2146186C1 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9407413A FR2721241B1 (fr) 1994-06-15 1994-06-15 Busette de coulée comportant une chemise interne apte à former une couche imperméable au gaz et procédé de mise en Óoeuvre.
FR9407413 1994-06-15
FR9414337 1994-11-28
FR9414337A FR2727340B1 (fr) 1994-11-28 1994-11-28 Quenouille comportant une couche externe apte a former une couche impermeable au gaz
PCT/FR1995/000784 WO1995034395A1 (fr) 1994-06-15 1995-06-14 Piece de coulee comportant une couche externe apte a former une couche impermeable aux gaz et procede de mise en ×uvre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96105404A RU96105404A (ru) 1998-05-27
RU2146186C1 true RU2146186C1 (ru) 2000-03-10

Family

ID=26231237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96105404A RU2146186C1 (ru) 1994-06-15 1995-06-14 Деталь для разливки стали и способ ее изготовления

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5691061A (ru)
EP (1) EP0721388B1 (ru)
AT (1) ATE169535T1 (ru)
AU (1) AU697401B2 (ru)
BR (1) BR9506265A (ru)
CZ (1) CZ292476B6 (ru)
DE (1) DE69504027T2 (ru)
ES (1) ES2122636T3 (ru)
IN (1) IN191421B (ru)
MX (1) MX9600557A (ru)
RU (1) RU2146186C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637196C2 (ru) * 2013-03-21 2017-11-30 Кросакихарима Корпорейшн Огнеупорный материал и разливочный стакан
RU2698033C1 (ru) * 2015-11-10 2019-08-21 Кросакихарима Корпорейшн Погружной стакан

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5868956A (en) * 1996-07-11 1999-02-09 Shinagawa Refractories Co., Ltd. Nozzle for use in continuous casting of steel
US5908577A (en) * 1996-08-26 1999-06-01 Shinagawa Refractories Co., Ltd. Nozzle for continuous casting
US5866022A (en) * 1997-03-24 1999-02-02 North American Refractories Company Refractory pour tube with cast plate
US5979719A (en) * 1998-04-17 1999-11-09 Vesuvius Crucible Company Soft-bore monoblock pouring tube
BE1013024A3 (fr) * 1998-12-15 2001-08-07 Internat Ind Engineering S A Tube de coulee.
WO2000078484A1 (en) * 1999-06-22 2000-12-28 Foseco International Limited Article formed from carbon-bonded refractory material
DE19963147C1 (de) * 1999-12-24 2001-05-10 Veitsch Radex Gmbh Wien Stopfenstange
US6537486B1 (en) 2000-03-17 2003-03-25 Yesuvius Crucible Company Anti-buildup liner
EP1243361A1 (en) * 2001-03-19 2002-09-25 Vesuvius Crucible Company Apparatus for injecting gas into molten metal
US6475426B1 (en) 2001-03-27 2002-11-05 Vesuvius Crucible Company Resin-bonded liner
RU2005109547A (ru) * 2002-09-03 2005-09-10 Везувиус Крусибл Компани (Us) Огнеупорное сопло
TW200420371A (en) * 2002-10-16 2004-10-16 Vesuvius Crucible Co Resin-bonded, gas purged nozzle
JP2005230826A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 溶湯供給ノズル
US20050254543A1 (en) * 2004-05-13 2005-11-17 Sgl Carbon Ag Lining for carbothermic reduction furnace
US20050280192A1 (en) * 2004-06-16 2005-12-22 Graham Carson Zirconia refractories for making steel
BRPI0513258B1 (pt) * 2004-07-20 2016-09-27 Vesuvius Crucible Co haste de tampão, e, montagem de uma haste de tampão com uma haste de metal
US20060243760A1 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Mcintosh James L Submerged entry nozzle
US7757747B2 (en) 2005-04-27 2010-07-20 Nucor Corporation Submerged entry nozzle
US7926549B2 (en) * 2007-01-19 2011-04-19 Nucor Corporation Delivery nozzle with more uniform flow and method of continuous casting by use thereof
US7926550B2 (en) * 2007-01-19 2011-04-19 Nucor Corporation Casting delivery nozzle with insert
US8210402B2 (en) * 2009-02-09 2012-07-03 Ajf, Inc. Slag control shape device with L-shape loading bracket
US8047264B2 (en) * 2009-03-13 2011-11-01 Nucor Corporation Casting delivery nozzle
WO2021069583A1 (en) 2019-10-10 2021-04-15 Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg Isostatically pressed product for use in handling of molten metal and method for production.

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4108675A (en) * 1975-01-29 1978-08-22 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha Brick for sliding closure of vessel for holding molten metal
LU75140A1 (ru) * 1976-06-10 1978-01-18
LU72865A1 (ru) * 1975-06-30 1977-03-07
JPS591229B2 (ja) * 1978-04-26 1984-01-11 明知耐火煉瓦株式会社 溶鋼の連続鋳造用浸漬ノズル
GB2095612B (en) * 1981-04-01 1985-02-06 Thornton James Menzies A stopper for a foundry mould
JPS58107252U (ja) * 1981-12-10 1983-07-21 品川白煉瓦株式会社 連続鋳造用浸漬ノズル
DE3300166C2 (de) * 1983-01-05 1986-07-17 ARBED Saarstahl GmbH, 6620 Völklingen Mehrteiliger Tauchausguß für Stranggießanlagen
KR930005250B1 (ko) * 1984-10-23 1993-06-17 니혼 루쯔보 가부시끼가이샤 산질화 알루미늄 함유 내화물, 슬라이딩 노즐용 내화물 및 강 연속주조용 노즐
US4676412A (en) * 1985-09-23 1987-06-30 Harima Refractories Co., Ltd. Refractory nozzles used around ladle and tundish
US5198126A (en) * 1987-02-28 1993-03-30 Thor Ceramics Limited Tubular refractory product
DE3805334A1 (de) * 1988-02-20 1989-08-31 Didier Werke Ag Feuerfestes verschleissteil fuer den ausguss an metallurgischen behaeltern sowie angiessschutzhuelse fuer ein derartiges verschleissteil
US5083687A (en) * 1989-10-19 1992-01-28 Kawasaki Steel Corporation Nozzle for continuous casting and method of producing
JPH03221249A (ja) * 1990-01-23 1991-09-30 Akechi Ceramics Kk 連続鋳造用浸漬ノズル
US5185300A (en) * 1991-03-11 1993-02-09 Vesuvius Crucible Company Erosion, thermal shock and oxidation resistant refractory compositions
JPH05154627A (ja) * 1991-08-19 1993-06-22 Shinagawa Refract Co Ltd 非金属介在物付着堆積防止用耐火組成物
JP2781483B2 (ja) * 1991-12-06 1998-07-30 黒崎窯業 株式会社 連続鋳造用ノズル
US5335833A (en) * 1992-09-14 1994-08-09 Vesuvius Crucible Company Zirconia graphite slide gate plates
JPH07108439B2 (ja) * 1992-09-18 1995-11-22 明智セラミックス株式会社 連続鋳造用ノズル
US5370370A (en) * 1993-02-19 1994-12-06 Vesuvius Crucible Company Liner for submerged entry nozzle

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Технология машиностроения. - 1992, N 1, реферат 1Г304П, *
Технология машиностроения. - 1992, N 1, реферат 1Г305 П, *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2637196C2 (ru) * 2013-03-21 2017-11-30 Кросакихарима Корпорейшн Огнеупорный материал и разливочный стакан
RU2698033C1 (ru) * 2015-11-10 2019-08-21 Кросакихарима Корпорейшн Погружной стакан

Also Published As

Publication number Publication date
CZ292476B6 (cs) 2003-09-17
ATE169535T1 (de) 1998-08-15
EP0721388B1 (fr) 1998-08-12
DE69504027D1 (de) 1998-09-17
EP0721388A1 (fr) 1996-07-17
DE69504027T2 (de) 1999-04-01
CZ42896A3 (en) 1996-09-11
IN191421B (ru) 2003-11-29
MX9600557A (es) 1997-04-30
ES2122636T3 (es) 1998-12-16
US5691061A (en) 1997-11-25
AU697401B2 (en) 1998-10-08
AU2795995A (en) 1996-01-05
BR9506265A (pt) 1997-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2146186C1 (ru) Деталь для разливки стали и способ ее изготовления
US5370370A (en) Liner for submerged entry nozzle
US4568007A (en) Refractory shroud for continuous casting
US5250479A (en) Magnesia-carbon refractory compositions for slide gate plates and method of manufacture
JPH05178661A (ja) 侵食、熱衝撃及び酸化抵抗性組成物
JPH0413308B2 (ru)
US5681499A (en) Method and compositions for making refractory shapes having dense, carbon free surfaces and shapes made therefrom
US5403794A (en) Alumina-zirconia refractory material and articles made therefrom
KR20070030913A (ko) 용융 금속 내부로 가스를 반송하는 정지부 로드
US4660808A (en) Heat-insulating casting tube for a metallurgical vessel
KR100393233B1 (ko) 기체에불침투성인층을형성할수있는외부층을갖는캐스팅과그것의제조공정
US4268015A (en) Bottom outlet or discharge for use in metallurgical vessels for steel melts, particularly tundishes
EP0399407A1 (en) Impermeable coating for refractory material, coated piece of this material and coating process
WO1995034395A9 (fr) Piece de coulee comportant une couche externe apte a former une couche impermeable aux gaz et procede de mise en ×uvre
JPH10510474A (ja) 気体不透過性の層を形成することのできる外層を有する停止ロッド
CA2502311A1 (en) Permeable refractory material for a gas purged nozzle
JP3128515B2 (ja) 鋼の連続鋳造用ノズル
JP2004525772A (ja) 樹脂結合ライナーを備える耐火物品
EP1536902A1 (en) Gas purged nozzle
AU673065B2 (en) Lining of molten metal handling vessels
JPH10128507A (ja) 鋼の連続鋳造用ノズル
WO2024022873A1 (en) Submerged entry nozzle
CA1143939A (en) Bottom outlet in metallurgical vessels used for molten steel
JP2002346733A (ja) 連続鋳造用スライディングノズルプレート
MXPA01003675A (en) Immersed pour tube having an erosion-resistant sleeve and method of manufacturing the same